De Broglie dalgaları olarak da adlandırılan madde dalgaları, vücudunuzu oluşturan atomlar da dahil olmak üzere tüm maddelerin dalga benzeri doğasıdır. Kuantum fiziğinin ilk ve en önemli bulgularından biri, elektronların çift dalga parçacıklı bir yapıya sahip olmasıdır. Yakında tüm maddelerin bu ikili doğaya sahip olduğu ortaya çıktı, ancak konvansiyonel maddenin elektronlara göre yüksek bir momentumu olduğu için, madde dalgalarının dalga boyu çok küçük ve çoğu durumda zar zor farkediliyor. Örneğin, bir kişiyi oluşturan maddenin dalga boyu, mevcut ölçüm teknolojileri kullanılarak gözlemlenenden çok daha küçük, 10 ila 35 metre arasındadır .
Madde dalgaları kavramı önce Albert Einstein, Max Planck ve Neils Bohr tarafından önerilen erken teorileri genişleten Fransız fizikçi Louis de Broglie tarafından açıklandı. Bohr öncelikli olarak hidrojen atomlarının kuantum davranışını inceledi, ancak Broglie tüm maddeler için bir dalga boyu denklemi belirlemek için bu fikirleri genişletmeye çalıştı. De Broglie bir teoriyle geldi ve 1929'da Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülen 1924 Doktora tezinde sundu. Bu, Nobel Ödülü'nün doktora tezi için verildiği ilk örnekti.
De Broglie ilişkileri olarak bilinen denklemler, tüm maddelerin çift dalga parçacık yapısını tanımlar. Bu ilişkiler, bir parçacığın dalga boyunun momentumu ile ters orantılı olduğunu (kütle çarpı hızı) ve frekansının, kareye bağımlı (göreceli) bir değer olan kinetik enerjisiyle orantılı olduğunu belirtir. Bu nedenle, oda sıcaklığında elektronlar gibi düşük momentumlu parçacıklar, yaklaşık 8 nanometrelik bir de Broglie dalga boyuna sahiptir. Sadece birkaç nanoKelvins sıcaklıktaki helyum atomları gibi daha düşük momentuma sahip olan parçacıklar, birkaç mikron uzunluğunda dalga boylu madde dalgalarına sahip olabilir. Bu tür olağandışı koşullar altında, kuantum dünyasının gerçekleri neredeyse bir makro ölçekli alemin içine getirilir.
De Broglie'nin madde dalgaları teorileri, 1927'de, Bell Labs bilim adamları Lester Germer ve Clinton Davisson'un kristalimsi bir nikel hedefinde yavaş hareket eden elektronlar kullanmasıyla doğrulandı. Elde edilen kırınım paterni, x-ışınları gibi fotonlar tarafından görüntülendiği bilinen elektronların dalga benzeri özelliklerini göstermiştir. Madde dalgaları yalnızca bu örnekte gözlemlenebildi, çünkü onları üretmek için kullanılan elektronlar çok düşük momentuma sahipti. 1927'den beri, diğer çeşitli temel parçacıkların dalgaya benzer doğası ampirik olarak gösterilmiştir.
